KR19980040026A - 인버터의 조도 조절장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터에 관한 것으로, 램프(L) 점등시 램프(L)의 밝기에 따라 각기 다른 레벨의 전압을 생성하고 이를 마이크로 프로세서(300)에 공급하도록 되어 있는 조도감지부(800)가 전등갓(810)의 내측면에 설치되어 있으며, 상기 마이크로 프로세서(300)는 조도감지부(800)에서 출력되는 감지전압을 인가받아 이에 대응하는 주파수 변환데이터를 데이터 저장부(600)로부터 독출하고 이를 기초로 주파수 변환부(400)의 발진주파수를 변환하여 램프(L)의 조도를 조절하되, 특히 주변밝기에 따라 변화된 저항값에 대응하는 조도감지부(800)의 감지전압을 인가받아 램프(L)의 밝기를 감지하는 제 1단계와, 감지전압이 일정하면 조도에 의해 램프(L)의 동작전원을 제어하고, 감지전압이 변화하면 이에 대응하는 주파수 변환데이터를 데이터 저장부(700)로부터 독출하여 주파수 변환부(400)의 발진주파수를 변환하는 제 2단계와, 제 2단계에서 발진된 발진주파수에 의해 램프(L)에 공급되는 동작전원 레벨을 조절하여 램프(L)의 조도를 일정(300 Lux)하게 조절하는 제 3단계를 수행함으로써, 점등초기 램프의 밝기를 일정하게 조절할 수 있는 것이다.

Description

인버터의 조도 조절장치 및 그 방법.

본 발명은 인버터 스탠드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인버터의 램프의 부성저항 특정상 점등초기에 정상레벨보다 높거나 혹은 낮게 조사되는 빛의 밝기를 일정하게 조절할 수 있도록 하는 인버터의 조도 조절장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 인버터(Invetor)는 도 1에 도시한 것처럼, 브리지 다이오드(Bridge Diode)와 제너 다이오드(Zener Diode) 및 커패시터(Capacitor) 등으로 구성되어 세트(Set)에 정전압을 공급하는 정전압부(101)와, 터치 센서(Touch Sensor)를 포함하여 세트의 동작모드를 설정하는 키들로 구성된 키 입력부(102)와, 키 입력을 인가받아 램프의 조도를 조절하기위한 주파수 변환데이터를 출력하는 마이크로 프로세서(103)와, 발진용 IC와 이의 발진주파수를 변환하는 다수개의 커패시터와 저항으로 구성되어 있으며 마이크로 프로세서(103)에서 출력되는 주파수 변환데이터를 인가받아 램프 구동부(400)에 공급되는 발진주파수를 변환하는 주파수 변환부(400)와, 상기 주파수 변환부(400)에서 출력되는 발진주파수를 인가받아 스위칭 동작하는 전계효과 트랜지스터와 이와 연동하여 램프(L)에 공급되는 동작전원의 레벨을 조절하는 트랜스 등을 구비한 램프 구동부(105)와, 세트의 동작상태를 디스플레이하는 디스플레이부(106) 등으로 구성되어 있다.

이러한 인버터는 키 입력부(102)의 터치 센서의 조작으로 메인전원이 공급되면 마이크로 프로세서(103)에서 출력되는 주파수 변환데이터에 의해 커패시터와 저항을 갖는 주파수 변환부(104)의 시정수가 결정되어 발진용 IC는 대략 50KHz∼90KHz의 발진주파수를 발진하여 램프 구동부(105)의 트랜스 일차측에 인가한다. 그리하면 이 트랜스의 이차측에서 발생된 전압에 의해 복수개의 전계효과트랜지스터가 교번적으로 동작하여 램프(L)에 공급되는 동작전원을 조절한다. 이때 램프(L)의 점등은 정전압부(101)에서 공급되는 전원이 램프(L)의 전단에 구성되어 있는 트랜스와 램프의 자체 저항 및 복수개의 전계효과트랜지스터에 의해 형성된 루우프를 거쳐 방전되면서 이루어진다.

이어서 조도 감지부(109)에 의해 감지되는 램프의 조도가 변화되면 램프(L)에서 발생되는 빛의 밝기를 조절하기위해서는 주파수 변환부(104)의 시정수를 변환시켜 발진용 IC로 하여금 이에 해당하는 발진주파수를 발진하도록 한다. 그리하면, 램프 구동부(105)의 방전량이 조절되어 램프(L)의 조도를 조절할 수 있다.

여기서, 주파수 변환부(104)로부터 램프 구동부(105)에 공급되는 발진주파수가 크면 클수록 램프(L)에 공급되는 전류가 감소되어 램프(L)의 빛이 약해짐을 알 수 있다.

그러나 인버터의 램프는 부성저항 특성을 가지고 있어 도 2에 도시한 것처럼, 일정시간이 경과하기까지 정상적인 밝기보다 밝은 빛을 발한다. 즉, 도 2에 도시한 것처럼, 점등초기로부터 소정시간(일반적으로 5분정도의 시간을 말한다)이 경과하기까지는 급격하게 조도가 상승되어지고, 이어서 조도가 일정조도(대략 500 Lux를 말한다)까지 서서히 감소한 후 정상적인 조도(대략 500 Lux를 말한다)를 유지한다. 이에따라 점등초기 눈부심이 발생함은 물론이고 램프의 수명을 단축시키는 요인이 된다.

또한, 점등초기 램프(L)에서 조사되는 빛의 밝기가 도 2에 도시한 것처럼, 정상적인 밝기(대략 500 Lux를 말한다)보다 높은 밝기(대략 580 Lux를 말한다)까지 올라가기 때문에 점등초기 램프(L)의 소비전력 역시 도 3에 도시한 것처럼, 정상적인 소비전력(19 Watt)보다 높은 21(Watt)정도를 갖는다. 물론 램프(L)의 조도변화와 소비전력 변화는 발진주파수가 최대인 50KHz에서와 자동모드에서 약간의 차이는 있으나, 대등한 조도와 소비전력을 갖음을 알 수 있다.

이러한 결점을 해소하기위한 본 발명은 점등초기에 발진주파수를 조절하여 램프의 밝기를 일정하게 조절할 수 있도록 하는 인버터의 조도 조절장치와 그 방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 램프 점등시 램프의 밝기에 따라 각기 다른 레벨의 전압을 생성하고 이를 제어수단에 공급하도록 되어 있는 램프 조도감지수단이 전등갓의 내측면에 설치되어 있으며, 상기 제어수단은 램프 조도감지수단에서 출력되는 감지전압을 인가받아 이에 대응하는 주파수 변환데이터를 데이터 저장수단으로부터 독출하고 이를 기초로 주파수 변환수단의 발진주파수를 변환하여 램프의 조도를 조절하되, 특히 주변밝기에 따라 변화된 저항값에 대응하는 램프 조도감지수단의 감지접압을 인가받아 램프의 밝기를 감지하는 제 1단계와, 감지전압이 일정하면 조도에 의해 램프의 동작전원을 제어하고, 감지전압이 변화하면 이에 대응하는 주파수 변환데이터를 데이터 저장수단으로부터 독출하여 주파수 변환부의 발진주파수를 변환하는 제 2단계와, 제 2단계에서 발진된 발진주파수에 의해 램프에 공급되는 동작전원 레벨을 조절하여 램프의 조도를 일정하게 조절하는 제 3단계를 수행함을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 인버터의 구성을 보인 블록도,

도 2는 점등후 전등시간과 조도와의 관계를 도시한 그래프,

도 3은 점등후 점등시간과 소비전력과의 관계를 도시한 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 인버터의 구성을 보인 블록도,

도 5는 본 발명에 따른 인버터의 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 인버터의 동작상태를 보인 흐름도,

도 7은 램프 조도부(800)의 저항값과 램프(L)의 조도 및 발진주파수와의 관계를 도시한 도표이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 정전압부 200 : 키 입력부

300 : 마이크로 프로세서 400 : 주파수 변환부

500 : 램프 구동부 600 : 디스플레이부

700 : 데이터 저장부 800 : 조도감지부

810 : 전등갓 L : 램프

본 발명은 도 4에 도시한 것처럼, 세트에 정전압을 공급하는 정전압부(100)와, 세트의 동작모드를 설정하는 키들로 구성된 키 입력부(200)와, 조도와 키 입력을 기초로 세트의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(300)와, 상기 마이크로 프로세서(300)에서 출력되는 주파수 변환데이터를 인가받아 램프 구동부(400)에 공급되는 주파수를 변환하는 주파수 변환부(400)와, 상기 주파수 변환부(400)에서 출력되는 주파수를 인가받아 램프(L)에 공급되는 동작전원의 레벨을 조절하는 램프 구동부(500)와, 세트의 동작상태를 디스플레이하는 디스플레이부(600)를 갖는 인버터에 있어서, 램프(L) 점등시 램프(L)의 조도에 따라 각기 다른 레벨의 전압을 생성하고 이를 마이크로 프로세서(300)에 공급하도록 되어 있는 조도감지부(800)가 전등갓(810)의 내측면에 설치되어 있으며, 상기 마이크로 프로세서(300)는 조도감지부(800)에서 출력되는 감지전압을 인가받아 이에 대응하는 주파수 변환데이터를 데이터 저장부(600)로부터 독출하고 이를 기초로 주파수 변환부(400)의 발진주파수를 변환하여 램프(L)의 조도를 조절하도록 구성되어 있다.

여기서, 조도감지부(800)는 조도감지센서(CdS)를 포함하여 구성되어 있으며, 도 5에 도시한 것처럼, 이는 전등갓(810)의 내측면에 설치되어 있다.

도 6은 본 발명의 동작상태를 도시한 흐름도로서, 주변조도에 따라 변화된 저항값에 대응하는 조도감지부(800)의 감지전압을 인가받아 램프(L)의 조도를 감지하는 제 1단계와, 감지전압이 일정하면 조도에 의해 램프(L)의 동작전원을 제어하고, 감지전압이 변화하면 이에 대응하는 조도와 주파수 변환데이터를 데이터 저장부(700)로부터 독출하여 주파수 변환부(400)의 발진주파수를 변환하는 제 2단계와, 제 2단계에서 발진된 발진주파수에 의해 램프(L)에 공급되는 동작전원 레벨을 조절하여 램프(L)의 조도를 일정(300 Lux)하게 조절하는 제 3단계를 수행하도록 이루어져 있다.

그리고 도 7에 도시한 것처럼, 감지전압이 일정값(0.5 V)씩 증가할 때 조도가 일정값(100 Lux)씩 증가하는 것으로 판정하고 발진주파수를 일정값(4 KHz)씩 증가시킨다.

이와같은 구성을 갖는 본 발명은 대기상태를 유지하는 중에 키 입력부(200)의 터치 스위치의 조작으로 메인전원이 공급(S1)되면 마이크로 프로세서(300)에서 출력되는 주파수 변환데이터에 의해 주파수 변환부(400)의 시정수가 결정되어 발진용 IC는 대략 50KHz의 주파수(램프(L)가 최대의밝기를 갖도록 한다)를 발진하여 램프 구동부(500)의 트랜스 일차측에 인가한다. 그리하면 이 트랜스의 이차측에서 발생된 전압에 의해 복수개의 전계효과트랜지스터가 교번적으로 동작하여 램프(L)에 공급되는 동작전원을 조절한다. 이때 램프(L)의 점등은 정전압부(100)에서 공급되는 전원이 램프(L)의 전단에 구성되어 있는 트랜스와 램프(L)의 자체 저항 및 복수개의 전계효과트랜지스터에 의해 형성된 루우프를 거쳐 방전되면서 이루어진다(S2).

마이크로 프로세서(300)에는 조도감지부(800)에 의해 감지(S7)된 감지전압이 인가된다. 여기서 램프(L)의 조도에 따라 마이크로 프로세서(300)에 인가되는 감지전압은 도 9에 도시한 것처럼, 조도가 일정값(100 Lux)씩 증가할때마다 감지전압은 일정값(0.5V)이 감소되어 마이크로 프로세서(300)에 인가되는 것이다.

그리하면 마이크로 프로세서(300)는 조도감지부(800)에서 인가되는 감지전압을 인가받아 램프(L)의 밝기, 즉 램프의 조도를 인지한다. 이어서 램프(L)의 조도변화에 따라(S8) 주파수 변환부(400)에 공급되는 주파수 변환데이터를 달리(S9)하여 주파수 변환부(400)의 발진용 IC에 연결되어 있는 저항과 커패시터에 의해 결정되는 시정수를 조정한다(S10). 즉, 주파수 변환부(400)에서 발진하는 발진주파수가 90KHz에서 일정값(4KHz)씩 감소할때마다 램프(L)의 조도는 일정값(100 Lux)이 증가하게 된다.

이러한 원리를 이용하여 조도감지부(800)에 의해 감지되는 조도가 정상적인 조도(300 Lux)보다 낮으면 현재 발진중인 발진주파수보다 낮은 주파수를 발진할 수 있도록 주파수 변환부(400)에 주파수 변환데이터를 출력하고, 반대로 조도감지부(800)에 의해 감지되는 조도가 정상적인 조도(300 Lux)보다 높으면 현재 발진중인 발진주파수보다 높은 주파수를 발진할 수 있도록 주파수 변환부(400)에 주파수 변환데이터를 출력한다.

이에따라 주파수 변환부(400)의 발진용 IC의 발진주파수가 주파수 변환데이터에 대응되게 발진하여 램프 구동부(500)에 공급되어 램프 구동부(500)의 전계효과트랜지스터를 교번적으로 구동시킴으로 램프(L)에 공급되는 동작전원을 조절한다. 즉, 전계효과트랜지스터의 동작시간을 달리하여 램프(L)에 공급되는 동작전원의 레벨을 조절함으로써 램프(L)의 조도를 조절할 수 있는 것이다.(S11)

이를 보다 상세히 설명하면, 점등초기 도 3에서와 같이 시간이 경과함에 따라 램프(L)의 조도가 정상적인 조도(300 Lux)보다 점진적으로 높게 검출되는 경우에는 주파수 변환부(400)에서 발진하는 발진 주파수를 점진적으로 증가시켜 램프 구동부(500)에 공급하지만, 램프(L)의 조도가 정상적인 조도(300 Lux)보다 낮게 검출되는 경우에는 주파수 변환부(400)에서 발진하는 발진주파수를 점진적으로 감소시켜 램프 구동부(500)에 공급하여 램프(L)에 공급되는 동작전원을 보정한다. 이러한 동작은 램프(L)의 밝기가 일정값을 유지하기까지 계속적으로 이루 어져 점등초기의 램프(L) 밝기를 보정한다.

이에따라 점등초기 램프(L)의 조도를 도 8에 도시한 바와같이 급격히 변화하지 않도록 할 수 있는 것이다.

본 발명은 인버터의 점등 초기에 램프의 조도를 감지하여 발진주파수를 변환시켜 램프에 공급되는 동작전원을 보정함으로써 점등초기 램프의 밝기, 즉 램프의 조도변화를 줄일 수 있으며, 급격한 조도변화로 인한 눈의 피로 및 시력저하를 방지할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 세트에 정전압을 공급하는 정전압부(100)와, 세트의 동작모드를 설정하는 키들로 구성된 키 입력부(200)와, 키 입력을 기초로 세트의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(300)와, 상기 마이크로 프로세서(300)에서 출력되는 주파수 변환데이터를 인가받아 램프 구동부(400)에 공급되는 주파수를 변환하는 주파수 변환부(400)와, 상기 주파수 변환부(400)에서 출력되는 주파수를 인가받아 램프(L)에 공급되는 동작전원의 레벨을 조절하는 램프 구동부(500)와, 세트의 동작상태를 디스플레이하는 디스플레이부(600)를 갖는 인버터에 있어서,

   램프(L) 점등시 램프(L)의 조도에 따라 각기 다른 레벨의 전압을 생성하고 이를 마이크로 프로세서(300)에 공급하도록 되어 있는 조도감지부(800)가 전등갓(810)의 내측면에 설치되어 있으며;

   상기 마이크로 프로세서(300)는 조도감지부(800)에서 출력되는 감지전압을 인가받아 이에 대응하는 주파수 변환데이터를 데이터 저장부(600)로부터 독출하고 이를 기초로 주파수 변환부(400)의 발진주파수를 변환하여 램프(L)의 조도를 조절하도록 구성되어짐을 특징으로 하는 인버터의 조도 조절장치.
2. 주변온도에 따라 변화된 저항값에 대응하는 조도감지부(800)의 감지전압을 인가받아 램프(L)의 조도를 감지하는 제 1단계와;

   감지전압이 일정하면 조도에 의해 램프(L)의 동작전원을 제어하고, 감지전압이 변화하면 이에 대응하는 조도와 주파수 변환데이터를 데이터 저장부(700)로부터 독출하여 주파수 변환부(400)의 발진주파수를 변환하는 제 2단계;

   제 2단계에서 발진된 발진주파수에 의해 램프(L)에 공급되는 동작전원 레벨을 조절하여 램프(L)의 조도를 일정(300 Lux)하게 조절하는 제 3단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 하는 인버터의 조절방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 감지전압이 일정값(0.5 V)씩 증가할 때 조도가 일정값(100 Lux)씩 증가하는 것으로 판정하고 발진주파수를 일정값(4 KHz)씩 증가시키도록 함을 특징으로 하는 인버터의 조도 조절방법.